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2025-09-29
吸附式和反向抓取的作用及应用场景
【摘要】：从顶部抓取称为力锁抓取，因为由加速度引起的剪切力或在工件上施加的水平力通过贴合摩擦传递。图3.20负压产生抓取力的原理图3.21真空抓取的部件当从下方抓住产品时，工件仅在重力作用下保持在抓取表面上。反向抓取可用于许多应用，因为它通常为产品提供最温和的抓取方法。图3.26用于抓取放置并带有传送带技术的反向抓取机械手吸附式和反向抓取机械手的这些示例足以证明抓取技术的多样性。
从顶部抓取称为力锁抓取，因为由加速度引起的剪切力或在工件上施加的水平力通过贴合摩擦传递。实际中，通常使用真空吸盘或负压实现顶部抓取。其中，执行元件（通常是抽吸元件）上的外部压力P1（通常是空气压力）与吸入元件和工件之间的空腔内部的内部压力P2之间的压力差用于施加摩擦力克服重力（图3.20）。
真空抓取是工业生产中常用的搬运技术，用于包装任务以及搬运金属板和木板（图3.21）。关于该主题领域全面、深入的讨论不能在本书的范围内解决。然而，当应用需要夹持和真空抓取技术的组合时，真空抓取技术在本书中被用作示例。
图3.20 负压产生抓取力的原理（来源：J. Schmalz GmbH）
图3.21 真空抓取的部件
当从下方抓住产品时，工件仅在重力作用下保持在抓取表面上。这意味着由于高加速率，工件可以在底板上移动。反向抓取可用于许多应用，因为它通常为产品提供最温和的抓取方法。
展示中的纸板包装的反向抓取机械手表明，除了质量和目标加速度之外，还有其他工件要求影响机械手手指的设计（图3.22）。由于在抓取位置处质量或质心的分布，可能需要不止一个接触表面来进行抓取。
图3.22 用于包装纸箱的反向抓取机械手（来源：Ritter 61/Robomotion）
当在力锁条件下用一个机械手对袋装物件进行抓取时，工件会产生变形或者折断，因此不允许产生额外的力，此时重要的是在产品下方放置支撑部件以便提起袋子。
当使用反向抓取作为功能原理时，基本上可以抓取任何东西，因为各种尺寸的货物总是躺在或立在一个水平面上。然而，当将工件抓取或放置在储存架上或将它们转移到机械手上并在手指上再次放置时，将会比较困难。
对于尺寸不稳定的工件，如柔性的工件，可以提供使用反向抓取的额外例子（图3.23）。通常，必须从下方支撑这些类型的工件以实现机器人搬运。通常需要从下方保持工件并在其中一个接触表面（如从上方）处具有额外的支撑，以防在移动工件时发生滑动（图3.24，图3.25）。(https://www.chuimin.cn)
图3.23 传送带中的反向抓取（来源：Robomotion）
图3.24 袋装工件的反向抓取（来源：KUKA）
图3.25 抓取肉块的反向抓取机械手（来源：Treif63/ Robomotion）
但是，使用反向机械手支撑时，当机械手打开时，工件也可能会向侧面滑出。这个问题在图3.26所示的机械手中得到了解决，因为机械手下方的支撑被输送带包围。
打开或关闭机械手时，传送带以正确的传送方向移动，以便工件与机器人的相对速度保持稳定，从而使支撑件滑动进入产品下方。
图3.26 用于抓取放置并带有传送带技术的反向抓取机械手（来源：Robomotion）
吸附式和反向抓取机械手的这些示例足以证明抓取技术的多样性。为这一个细分市场创造一个通用的抓手非常难以实现，而且还没有成功完成。集成商倾向于开发自己的解决方案，以优化客户的工件搬运（图3.27）。
图3.27 集成传送带的反向抓取机械手的抓取顺序（来源：Robomotion）
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